안영만 기자 / -서울대학교 공과대학(학장 홍유석)은 재료공학부 남기태 교수와 전기정보공학부 김영민 교수 공동 연구팀이 나노입자 입체구조를 예측하는 AI 알고리즘을 성공적으로 개발했다고 밝혔다.

이번 연구에 참여한 연구진. 앞줄 왼쪽부터 서울대학교 전기정보공학부 장동수 석사(공동 제1저자), 서울대학교 재료공학부 임상원 박사(공동 제1저자), 뒷줄 왼쪽부터 서울대학교 전기정보공학부 김영민 교수(공동 교신저자), 서울대학교 재료공학부 남기태 교수(공동 교신저자)

AI는 과학적 방법론에 새로운 지평을 열며 산업의 구조를 바꾸고 있다. 구글의 단백질 구조 예측 AI ‘알파폴드’ 이후 엔비디아는 단백질의 구조 분석 및 세포 반응 예측을 통한 신약 개발 플랫폼 ‘바이오니모’를 공개했다. 바이오뿐만 아니라 신소재 분야에서도 AI를 이용한 혁신은 이미 이뤄지고 있다. 구글 딥마인드는 새로운 배터리 물질을 예측할 수 있는 AI와 예측한 신소재를 자동으로 검증·개발할 수 있는 로봇 자동화 실험실을 발표했다.

신소재 개발 분야에서 핵심 난제 중 하나는 나노입자의 입체구조 예측이다. 나노입자의 입체구조는 광학, 촉매, 그리고 반도체 특성 등 물리적 성질을 직접 좌우한다. 즉 입체구조가 센서와 배터리 등 소자의 핵심 성능을 결정하는 것이다. 따라서 원하는 특성의 소자 개발을 위해 나노입자의 합성 조건에 따른 입체구조와 이에 따른 특성 예측이 중요하다.

공동 연구팀이 개발한 새로운 AI 알고리즘은 나노입자의 성장 과정에서 입체구조가 형성되는 과정을 나노 수준에서 효과적으로 예측했다. AI는 작은 씨앗 입자에서 복잡한 구조로 진화하는 과정과 거울상 이성질체로 입체구조가 나뉘는 과정을 성공적으로 예측했다. 기존에는 원자 단위에서 나노입자의 성장과 모양 변화 이해는 매우 어려웠으나 AI 적용을 통해 빠르고 효과적으로 예측할 수 있게 된 것이다.